Số ô mẫu được xác định theo tỷ lệ % rút mẫu theo diện tích. Áp dụng tỷ lệ rút mẫu là 2% diện tích của trạng thái và diện tích ô mẫu là 0.2ha. Từ đây tính toán số ô mẫu cho từng khối trạng thái: ni = 2% x Diện tích khối trạng thái / Diện tích ô mẫu (Lấy 0.1ha).
Các ô mẫu được lựa chọn ngẫu nhiên trên bản đồ, sao cho khoảng 10 ha rừng của một trạng thái có một ô đo đếm đại diện.
3.4.2.2. Hình dạng và kích thước ô mẫu
Phương pháp thiết lập ô đo đếm được tiến hành theo hướng dẫn của Hairiah Kurniatun và cộng sự. (2011).
Ô đo đếm được thiết lập theo cách tiếp cận hệ thống ô đo đếm “lồng nhau”, diện tích ô tiêu chuẩn là 1000 m2 (25m x 40m) dùng để đo cây gỗ có dbh > 30cm, trong ô tiêu chuẩn thiết lập ô thứ cấp với diện tích 5 m x 40 m = 200 m2 đo tất cả các cây có dbh từ 5 – 30 cm, và cây bụi và thảm mục được đo đếm tại các ô dạng bản nhỏ hơn (Hình 3.1). Ô mẫu được lựa chọn trong
26
phạm vi 0.5 ha, tránh đường ranh giới, trừ khi được xác định trước qua các bước sau:
25m
40m
Cây gỗ với dbh >30 cm (chu vi 95cm) trong hoặc ngoài ô tiêu chuẩn Cây gỗ với dbh nằm trong khoảng 5-30 cm trong hoặc ngoài ô Cây gỗ với dbh < 5 cm (chu vi < 15 cm) có thể bỏ qua
Ô dạng bản đo đếm thảm tươi và tầng thảm mục
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí các ô đo đếm
Ô thứ cấp được đặt theo các hướng Tây, Bắc, Đông, Nam. Trong trường hợp đặt các ô chính này gặp địa hình không thuận lợi (khe suối, vách đá), có thể thay thế bằng các ô theo các hướng phụ (Ví dụ: hướng Nam gặp khe suối có thể thay thế bởi các ô theo hướng Đông Nam hoặc Tây Nam).
3.4.2.3. Các bể chứa các bon phần trên mặt đất cần đo đếm
Rừng có 6 bể chứa các bon, bao gồm: Trong cây gỗ, Trong cây bụi – thảm tươi – lâm sản ngoài gỗ; Trong thảm mục; Trong vật rơi rụng cành nhánh, cây chết; Trong rễ cây và Trong đất rừng. Phần trên mặt đất bao gồm:
27
-Cây gỗ sống trên mặt đất: Nhân tố đường kính ngang ngực (dbh), loài hoặc có thể thêm chiều cao (H) được đo đếm để ước tính sinh khối của cây gỗ trên mặt đất và các bon trong cây thông qua các phương trình tương quan.
-Cây bụi, thảm tươi, thực vật phi gỗ: Nhân tố đo đếm là khối lượng sinh khối tươi, và được lấy mẫu đem về phòng thí nghiệm phân tích tỷ lệ % khối lượng khô.
-Thảm mục: Nhân tố đo đếm là khối lượng thảm mục, và được lấy mẫu đem về phòng thí nghiệm phân tích tỷ lệ % khối lượng khô.
-Cành nhánh ngã đỗ và cây chết: Nhân tố đo đếm là khối lượng, thể tích của chúng, từ đây lấy mẫu để xác định sinh khối khô và tỷ lệ % khối lượng khô.
3.4.2.4. Đo đếm tại các ô tiêu chuẩn (1) Tạo lập định vị ô mẫu trên thực địa (1) Tạo lập định vị ô mẫu trên thực địa
Sử dụng bản đồ và địa bàn để xác định vị trí ô mẫu. Dùng GPS xác định tọa độ chính xác của ô mẫu.
(2) Thiết kế và lập ô mẫu
Điều tra các bon rừng có thể sử dụng ô dạng hình chữ nhật vì nó dễ thiết lập trên hiện trường và nó có thể trải dài trên các dạng địa hình. Do đó nó mang tính đại diện cao.
Trình tự
- Chia đôi ô thứ cấp 200 m2 (5m x 40 m), bằng cách chạy một đường 40 m qua khu vực đo đếm, sau đó đo tất cả các cây có đường kính ngang ngực (dbh = D1.3) > 5 cm nằm trong khoảng 2.5 m của cả hai bên của thước (Hình 3.1), bằng cách kiểm tra khoảng cách của chúng với đường trung tâm (Sử dụng gậy dài 2,5m).
28
- Nếu cây có đường kính lớn hơn 30 cm có mặt trong ô tiêu chuẩn, dù có hay không có trong ô thứ cấp, cần thiết lập thêm một ô tiêu chuẩn 20 x 100 m2, bao gồm tất cả các cây có đường kính > 30 cm.
- Các hệ thống rừng trồng với mật độ cây trồng thấp (từ 300 đến 900 cây/ha) thiết lập ô 500 m2
(20 x 25 m) thay cho ô 200 m2.
Phương pháp không chặt hạ này giúp rút ngắn thời gian và một khu vực lớn hơn và số lượng nhiều cây hơn có thể được đo đếm, hạn chế các sai số gặp phải khi lấy mẫu với các phương pháp chặt hạ. Tuy nhiên, một nửa lượng sinh khối của một khu rừng tự nhiên có thể có trong một vài cây của cấp đường kính lớn nhất (> 50 cm) và sai số lấy mẫu vẫn còn cao đối với một ô thứ cấp 200 m2 mà có thể có 0, 1 hoặc 2 cây gỗ lớn. Độ chính xác sẽ được cải thiện nếu cây có dbh > 30 cm sẽ được lấy mẫu trong ô tiêu chuẩn 20 * 100 m2
.
(3). Đo đếm các phần sinh khối chết và sinh khối sống khác trên mặt đất
Trong rừng C được lưu giữ chủ yếu trong sinh khối thực vật (trên và dưới mặt đất) và trong đất. Sinh khối trên mặt đất bao gồm tất cả các thân cây gỗ, cành, lá cây sống, dây leo, bụi trườn, và thực vật bì sinh cũng như các cây bụi và thảm tươi. Đối với đất nông nghiệp, nó bao gồm sinh khối cây trồng và cỏ dại. Bể chứa vật chất hữu cơ chết (necromass) bao gồm cây chết đổ, các mảnh gỗ vỡ thô khác, thảm mục và than củi (hoặc một phần các chất hữu cơ bị cháy) phía trên mặt đất.
* Phương pháp thu thập sinh khối tầng cây bụi, cây tái sinh, thảm tươi trong 1 ô thứ cấp:
Trên các ô thứ cấp, cắt toàn bộ cây bụi, thảm tươi phía trên mặt đất, phân thành các bộ phận: thân-cành, lá. Sau đó, cân từng bộ phận ngay tại hiện trường thu được kết quả sinh khối tươi. Lấy mẫu mỗi loại 0,5 kg/ô thứ cấp và đem sấy khô ở nhiệt độ 70 - 105°C, rồi cân, kết quả được sinh khối khô và tính được lượng CO2 hấp thụ trong từng bộ phận của cây bụi thảm tươi trong lâm phần.
29
* Phương pháp thu thập sinh khối vật rơi rụng:
Đối với các ô dạng bản diện tích 1m2 trong từng ÔTC, thu gom toàn bộ vật rơi rụng (cành, lá, hoa, quả,...) trên 1 ô dạng bản, phân thành các bộ phận: thân/cành, lá/hoa/quả. Sau đó, cân từng bộ phận ngay tại hiện trường thu được kết quả sinh khối vật rơi rụng. Sau đó lấy mẫu mỗi loại 0,5 kg/ODB đem sấy khô ở nhiệt độ 70 - 105°C, sau đó cân, thu được kết quả sinh khối khô và tính được lượng CO2 hấp thụ trong từng bộ phận của vật rơi rụng.
Ảnh 3.1 ODB lấy mẫu thảm mục và cây bụi thảm tươi.
3.4.2.5. Phương pháp nội nghiệp
Số liệu điều tra, đo đếm trong quá trình thực hiện đề tài được sử dụng theo phương pháp phân tích thống kê trên phần mềm Excel và SPSS 13.0.
a. Phương pháp tính toán sinh khối
* Xác định sinh khối tươi của tầng cây gỗ của rừng keo trồng
Nguồn: Heriansyah, I., Miyakuni, K., Kato, T., Kiyono, Y. and
Kanazawa, Y. (2007).
30
Trong đó: W sinh khối trên mặt đất (kg); D là đường kính D1.3 (cm).
* Xác định sinh khối của cây bụi, thảm tươi và thảm mục
- Sinh khối các bộ phận cây bụi thảm tươi, trong 1 ha được tính theo công thức: ) ( ) ( ) ( ) ( ) / ( 2 2 m xSA g FW g xDW kg FW m kg DW S S T T = (3.2)
Trong đó: DWT - Tổng trọng lượng khô tuyệt đối (sinh khối khô) (kg/m2
), FWT - Tổng khối lượng tươi (kg), DWS - Khối lượng khô tuyệt đối của mẫu (g), FWS - khối lượng tươi của mẫu (g), SA - Diện tích ô mẫu (ô dạng bản)
c. Phương pháp tính toán lượng carbon tích lũy
Sau khi toàn bộ các giá trị sinh khối của các thành phần được quy ra đơn vị: kg khô/ha. Tính tổng toàn bộ các hợp phần tạo thành sinh khối khô trên mặt đất (WTot).
Xác định hàm lượng carbon: Hàm lượng carbon (CS) trong sinh khối xác định thông qua việc áp dụng hệ số mặc định 0.46 thừa nhận bởi Ủy ban quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC, 2003). Nghĩa là hàm lượng carbon được tính bằng cách nhân với sinh khối khô với 0.46. Tính theo công thức:
Wcarbon = 0.5*DWT (kg/ha hoặc tấn/ha) (3.3)
Trong đó: Wcacbon – Hàm lượng carbon; DWT – Sinh khối khô.
Tất cả các thông tin và số liệu thu thập được ghi vào mẫu biểu thể hiện tại phụ lục 2.
Loại rừng Đại diện Cây gỗ *)
tấn/ha Dưới tán tấn/ha Thảm mục tấn/ha Tổng C tích lũy tấn/ha
1 2 3 1+2+3
1 2 3 4
31
Phần 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Một số đặc điểm rừng trông Keo tại xã Tân Thái huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên. Nguyên.
4.1.1. Thực trạng và nguồn gốc rừng trồng Keo ở địa bàn nghiên cứu
Trước đây, người dân huyện Đại Từ không biết chọn cây trồng chủ lực cho phù hợp với đất trống, đồi trọc, nên đất bị bỏ hoang nhiều. Những năm gần đây, huyện xác định trồng rừng là một trong các điều kiện để phát triển kinh tế-xã hội nhằm xóa đói giảm nghèo, góp phần không nhỏ vào việc bảo vệ môi trường sinh thái. Vì thế, bình quân mỗi năm huyện trồng gần một nghìn héc-ta rừng keo, chủ yếu là giống keo lai giâm hom. Đây là loại cây cho tỷ lệ sống cao, mang lại hiệu quả kinh tế.
Được biết, nhờ trồng keo nguyên liệu, nhiều hộ gia đình ở Đại Từ đã vươn lên thoát nghèo, có cuộc sống khá giả. Chỉ tính trong năm 2012, toàn huyện đã trồng mới được gần 900ha rừng. Cùng với diện tích rừng tự nhiên, rừng cây do nhân dân trồng đã góp phần chống xói mòn, giữ gìn hệ sinh thái, cung cấp nguồn lâm sản, tạo môi trường sống trong lành. Để có được kết quả trên, huyện Đại Từ đã yêu cầu các cơ quan, đơn vị, địa phương triển khai kế hoạch cụ thể trong việc thực hiện Tết trồng cây gắn liền với kế hoạch trồng rừng và yêu cầu chuyển dịch cơ cấu kinh tế, cơ cấu cây trồng của đơn vị. Theo đó, mỗi cán bộ công chức, viên chức, công nhân viên, bộ đội, học sinh và nhân dân phấn đấu trồng từ 3 đến 5 cây; mỗi hộ gia đình trồng từ 5 đến 10 cây bằng các cây trồng có giá trị kinh tế cao, có tác dụng phòng hộ, bảo vệ môi trường.
Kế hoạch trồng rừng năm 2013 của huyện Đại Từ là gần một vạn cây. Đến nay, có gần 9 triệu cây giống đã được các hạt kiểm lâm, người dân gieo
32
ươm đảm bảo lượng cây giống cho vụ trồng rừng đầu Xuân. Để bảo đảm tỷ lệ cây sống cao, nên với mỗi loại đất thuộc các xã, thị trấn tiến hành trồng các loại cây giống được gieo ươm theo nhiều phương pháp khác nhau cho phù hợp như keo giâm hom, keo hạt.
Thời gian qua, các xã trong huyện Đại Từ trong đó có Tân Thái đang đẩy mạnh phát triển kinh tế rừng, trọng tâm là phát triển cây lấy gỗ, cây lâm nghiệp có thu; chuyển đổi rừng sản xuất kém hiệu quả sang trồng các cây lâm nghiệp có giá trị kinh tế cao và Keo được chọn làm cây trồng chính. Hiện nay huyện đang tăng cường công tác quản lý, trồng, chăm sóc và bảo vệ rừng, phấn đấu đến năm 2015 độ che phủ rừng đạt 49,2%.
Tìm hiểu thực trạng và nguồn gốc rừng trồng Keo sẽ giúp cung cấp cái nhìn tổng quát, toàn diện hơn về bản chất quá trình hình thành rừng Keo tại địa phương, là nguồn tài liệu cơ sở ban đầu song rất quan trọng để góp phần hiểu đúng bản chất các quy luật cấu trúc của rừng Keo và lựa chọn đúng địa bàn thu thập số liệu trong những nghiên cứu sau.
4.1.2 Đặc điểm chung của lâm phần rừng trồng Keo ở trên địa bàn nghiên cứu.
Số liệu được tiến hành điều tra trong 9 ôtc tại các vị trí (xã), địa hình (chân, sườn, đỉnh) và tuổi (2 – 7 năm) khác nhau. Kết quả xử lý được thống kê trong bảng 4.1
Từ bảng 4.1 cho thấy, các OTC được bố trí ở tất cả các Sườn Đông, Tây, Nam, Bắc, độ dốc từ trung bình đến dốc và rất dốc (17 – 30). Trong 9 ôtc có 3 ô ở tuổi 2 – 3, 3 ô tuổi 4 – 5, và 3 ô tuổi 6 – 7. Trong đó 3 ô ở đỉnh, 4 ô ở sườn và 2 ô ở chân. Việc bố trí ôtc ở các hướng phơi, vị trí và độ dốc khác nhau sẽ đại diện tốt cho khả năng thu nhận nguồn năng lượng mặt trời, đảm bảo sự bao quát, so sánh chính xác trong điều tra đánh giá tình hình sinh trưởng, các quy luật cấu trúc và các nhân tố ảnh hưởng trong đời sống cây rừng.
33
Bảng 4.1. Các thông tin cơ bản của OTC
Stt otc Độ dốc (độ) Tuổi (năm) Vị trí Xóm 1.3 ___ D (cm) vn H ___ (m) dc H ___ (m) 0 N (cây/ otc) N (cây/ha) 1 28 6 – 7 đỉnh Gốc Mít 14.58 13.5 9.7 67 670 2 18 6 – 7 chân Gốc Mít 14.74 13.3 9.9 74 740 3 27 2 – 3 đỉnh Suối Cái 4.80 8.9 3.9 163 1630 4 26 4 – 5 đỉnh Suối Cái 10.51 11.5 7.4 93 930 5 20 2 – 3 chân Suối Cái 5.44 10.3 5.1 149 1490 6 22 4 – 5 sườn Thủ Hồng 10.78 11.6 7.8 89 890 7 24 2 – 3 sườn Thủ Hồng 5.20 9.8 5.3 156 1560 8 21 6 – 7 sườn Gốc Mít 14.61 13.4 9.7 70 700 9 19 4 – 5 chân Gốc Mít 11.03 10.9 6.2 80 800
4.2. Xác định sinh khối tươi của rừng trồng Keo.
4.2.1. Đặc điểm sinh khối tầng cây gỗ của rừng trồng Keo.
Sinh khối của tầng cây gỗ có sự chênh lệch rất lớn qua các độ tuổi, ở trạng thái rừng Keo 2-3 có sinh khối tương đối thấp từ 5,57- 6,95 tấn/ha. Ở trạng thái rừng Keo 4-5 tuổi tầng cây gỗ có sinh khối từ 24,78 – 26,46 tấn/ha, còn ở trạng thái rừng Keo 6-7 tuổi độ tuổi trưởng thành của cây Keo có sinh khối từ 46,50- 51,12 tấn/ha.
34
Bảng 4.2. Sinh khối tươi tầng cây gỗ rừng Keo
Cấp tuổi OTC Đường kính (D1.3) Sinh khối (W) Kg/ha tấn/ha 2-3 3 4,8 695,45 6,95 5 5,44 649,18 6,49 7 5,2 557,49 5,57 4-5 4 10,51 2266,36 25,66 6 10,78 2645,10 26,45 9 11,3 2478,23 24,78 6-7 1 14,58 4661,89 46,62 2 14,74 5111,84 51,12 8 14,61 4650,10 46,50
4.2.2. Đặc điểm sinh khối tươi của cây bụi thảm tươi và thảm mục
4.2.2.1. Đặc điểm sinh khối tươi của cây bụi, thảm tươi.
Cây bụi thảm tươi, cây tái sinh dưới tán rừng keo trồng với các loài chiếm ưu thế là các loài cây thân thảo như: Guột, Mua, Bòng bong, các bụi Dương xỉ dại có chiều cao trung bình không cao do hoạt động của người dân phần cây bụi thảm tươi được tận dụng trong việc sản xuất như tủ gốc chè mùa đông, làm chất đốt , nên về lượng sinh khối cây bụi thảm tươi ở các OTC tương đối chênh lệch biến động từ 1,31 – 2,97 tấn/ha, trung bình là 1,99 tấn/ha, tương ứng với 9 OTC. Sinh khối tươi cây bụi, thảm tươi của rừng Keo trồng qua các độ tuổi được tổng hợp ở bảng 4.3
35
Bảng 4.3. Đ ặc điểm sinh khối tươi của cây bụi, thảm tươi lâm phần rừng trồng Keo. Cấp tuổi OTC Tổng khối lượng tươi FW(kg) Mẫu phụ tươi FW(g) Mẫu phụ khô DW(g) Tổng sinh khối (DW) Kg/1m2 tấn/ha 2-3 3 3,29 710 320 0,297 2,97 5 2,29 490 200 0,187 1,87 7 2,66 520 220 0,225 2,25 4-5 4 2,16 420 205 0,211 2,11 6 2,52 420 190 0,131 1,31 9 2,34 490 220 0,21 2,10 6-7 1 1,44 310 140 0,134 1,34 2 1,97 490 215 0,173 1,73 8 2,54 550 240 0,222 2,22 4.2.2.2. Đặc điểm sinh khối tươi của thảm mục.
Phần thảm mục là phần cành khô lá rụng của rừng Keo. Sinh khối của phần thảm mục tương đối lớn biến động từ 3,62 – 6,81 tấn/ha, trung bình 4,43 tấn/ha tương ứng với 9 OTC. Sinh khối phần thảm mục của rừng Keo trồng qua các độ tuổi được tổng hợptrong bảng 4.4.
36
Bảng 4.4 Đặc điểm sinh khối tươi của phần thảm mục.